Gravity-Gradient Subtraction in 3rd Generation Underground Gravitational-Wave Detectors in Homogeneous Media
在本文中，我们开发了一种新的方法，重力梯度噪声扣除地下引力波探测器在均匀的岩石。该方法基于地震场的空间谐波展开。它表明，重力梯度噪声产生的地震场从遥远的源，固定或非固定，可以计算出从地震数据测量本地在测试质量。此外，该公式适用于从固定的本地源的地震场。据发现，从这些领域的重力梯度可以减去使用当地的地震测量。数值结果与有限元模拟证实。提出了一种新的地震阵列设计，提供了额外的信息，所需的地震场，以确保适用性的方法，现实的情况下，即使与非均匀的岩石和非固定的本地源。
2009-10-15 gr-qc
Optimizing Active Seismic Isolation Systems in Gravitational-Wave Detectors
本研究首次将H-infinity优化方法应用于KAGRA引力波探测器的主动地震隔离，通过设计最优传感器校正与融合滤波器，显著提升了低频段噪声抑制性能与探测器运行占空比。
2025-06-17 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Adaptive algorithms for low-latency cancellation of seismic Newtonian-noise at the Virgo gravitational-wave detector
本研究提出框架分析时变噪声消除滤波器的性能局限，并在Virgo地震数据上验证自适应滤波器优于静态维纳滤波器，实现低延迟牛顿噪声消除。
2024-04-19 astro-ph.IM gr-qc
Wiener filtering with a seismic underground array at the Sanford Underground Research Facility
在南达科他州前霍姆斯特克矿的桑福德地下研究设施部署了一个地震阵列，以研究地下地震环境。这包括探索在地下建造第三代引力波探测器的优势。这些探测器的主要噪声源是牛顿噪声，它是由局部引力场的波动引起的。希望是，低噪声地震环境和相干噪声相减的组合使用在探测器附近的地震仪可以抑制牛顿噪声低于未来的引力波探测器的预计噪声基底。本文利用维纳滤波技术，在0.05 ~ 1.0Hz频带内滤除地震台阵中的相干噪声。这在该频带的大部分上实现了超过一个数量级的噪声消除。我们展示了这种减法将如何有利于未来的低频引力波探测器。分析了一天中维纳滤波器系数的变化，包括本地活动如何影响滤波器。我们还研究了一个月内系数的变化，显示了滤波器随时间的稳定性。还探讨了滤波器阶数的变化对减法性能的影响。结果表明，优化滤波器阶数可以显着提高地震噪声的扣除，这给未来的重力波探测器，以解决牛顿噪声的希望。
2014-08-19 astro-ph.IM gr-qc physics.geo-ph
Reducing the effect of seismic noise in LIGO searches by targeted veto generation
激光干涉仪引力波观测站是探测和研究天体物理学起源的引力波的国际努力的一部分。使用第一代探测器的这一项目的主要障碍之一是地震噪声对仪器灵敏度的影响-环境干扰导致干涉仪光学器件的运动，在引力波数据输出中作为噪声耦合。典型地，已经通过在辅助数据信号（对引力波具有可忽略的灵敏度）中的噪声和引力波数据中的噪声之间找到重合来识别瞬态噪声事件，但是在该方案中包括地震计读数的尝试已经证明是无效的。我们提出了一种新的方法，通过调整引力波爆发检测管道来产生高地震噪声的时间列表，以这些事件的低频特征。这种方法已被证明是非常有效的，在消除瞬态的地震起源的引力波（GW）数据，只有一个小的损失，可分析的时间。我们还提出了一个大纲，将这种方法扩展到其他噪声源。
2013-03-20 gr-qc
Towards a first design of a Newtonian-noise cancellation system for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声被预测为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。将通过维纳滤波，使用部署在所有试验质量附近的地震仪阵列，来减轻这种噪声。在这项工作中，我们提出了优化配置的地震检波器阵列使用各种简化模型的地震场的基础上，在LIGO汉福德地震观测。最适合地震测量的模型导致主要受地震计自噪声限制的噪声降低。第一个简化设计的地震阵列牛顿噪声消除在LIGO网站，这表明它将足以监测建筑物内的表面位移。
2016-12-20 astro-ph.IM gr-qc
Seismic Background Limitation of Lunar Gravitational-wave Detectors
最近提出了月球引力波（GW）探测器的新概念。这些包括激光干涉检测器，建议作为自由范围或光纤干涉仪，和惯性加速度传感器。其中一些利用了月球对引力波的响应，另一些则遵循了当前激光干涉引力波探测器的设计，这些探测器使用悬挂式光学系统直接测量引力应变。所有这些想法都是因为与地球相比，月球提供了一个非常安静的地球物理环境，但与此同时，人们必须认识到，即使是安静的月球环境也会限制月球GW探测器的灵敏度。在这篇文章中，我们比较了拟议的任务概念，他们的响应GW和评估他们是如何受到月球地震背景。我们讨论可用的缓解策略。从这些分析中，我们推断出每个探测器概念的主要观测波段。
2022-05-15 gr-qc
Seismic gravity-gradient noise in interferometric gravitational-wave detectors
当周围的地震波通过干涉引力波探测器附近时，它们在地球中引起密度扰动，这在干涉仪的测试质量上产生波动的引力。这些力模拟了引力波的随机背景，因此构成了噪声。我们使用多模瑞利波和洛夫波在层状介质中传播的理论来计算这种噪声，该层状介质近似于LIGO站点的地质地层。我们的特点是噪声的传递函数$T(f) \equiv \tilde x(f)/\tilde W(f)$从频谱的方向平均地面运动$\tilde W(f)$的频谱测试质量运动$\tilde x(f) = L\tilde h(f)$（其中$L$是干涉仪的臂的长度，和$\tilde h(f)$是频谱的引力波噪声）。本文的主要重点是（一）研究如何$T(f)$取决于各种地震模式;（二）试图估计哪些模式是激发在LIGO网站在安静和嘈杂的时间;和（iii）相应的估计地震重力梯度噪声水平。在安静的时候，噪声低于“先进的LIGO干涉仪”的基准噪声水平（尽管不接近10 Hz）;在嘈杂的时候，它可能会大大超过这个水平。我们的安静时间噪声的下边缘是一个极限，超过这个极限，进一步改善振动隔离和热噪声几乎没有好处，除非还降低地震重力梯度噪声。减少的两种方法进行了讨论：监测地球的密度扰动，计算它们的引力，并纠正这些力量的数据;和周围的干涉仪的测试质量，以屏蔽出的基本模式瑞利波，我们怀疑占主导地位的安静的时候建造狭窄的护城河。
1998-06-03 gr-qc
Predicting the motion of a high-Q pendulum subject to seismic perturbations using machine learning
本文利用机器学习预测受自然地震活动驱动的高Q值单摆运动，在1.4Hz共振频率处实现位移功率谱密度降低40dB，表明该方法可显著抑制引力波探测器中的地震扰动。
2023-05-20 gr-qc physics.ins-det
Design and implementation of a seismic Newtonian-noise cancellation system for the Virgo gravitational-wave detector
本文提出并实现了Virgo探测器AdV+升级中的首个牛顿噪声消除系统，利用110个垂直地震检波器估计并减去地震牛顿噪声，经倾斜仪原理验证后已稳定运行数月。
2023-10-26 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Implications of dedicated seismometer measurements on Newtonian-noise cancellation for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声将成为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。计划使用围绕探测器测试质量的地震传感器，使用从传感器和探测器数据之间的相关性导出的维纳滤波器来相干地减去牛顿噪声。在这项工作中，我们使用的数据从部署在角落站的LIGO汉福德探测器结合倾斜仪的地震场的详细表征，并预测可实现的牛顿噪声减法水平。如前所示，使用地震仪数据消除倾斜仪信号是牛顿噪声消除的最佳可用代理。根据我们的研究结果，一个相对较小的地震仪的数量可能足以执行噪声消除由于一个几乎理想的两点空间相关的地震表面位移在角落站，或者，倾斜仪部署在每个角落站的两个测试质量在汉福德将能够有效地消除牛顿噪声。此外，我们表明，在LIGO的第二次科学运行期间观察到的地面倾斜到差分臂长耦合与引力耦合是一致的。
2018-07-18 astro-ph.IM gr-qc
Correlation-based Modeling of Seismic Newtonian Noise in Half-Space and Full-Space Media
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）
该研究推导了半空间与全空间介质中瑞利波和体波的重力弹性相关张量，验证了数值积分框架，为引力波探测器牛顿噪声建模与传感器阵列设计提供了统一工具。
2026-08-06 gr-qc physics.ins-det
Correlated 0.01Hz-40Hz seismic and Newtonian noise and its impact on future gravitational-wave detectors
本研究基于四个地下场地的0.01Hz–40Hz地震观测，分析体波相关牛顿噪声对 Einstein Telescope 探测各向同性引力波背景灵敏度的影响。
2024-02-27 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Development of a Double Pendulum for Gravitational Wave Detectors
地震噪声将是地基引力波探测器（如正在建设中的LIGO）低频噪声的主要来源。未来安装在LIGO的干涉仪计划使用至少一个双摆悬挂的测试质量，以帮助过滤地震噪音。我们正在建造一个装置，用作双摆设计的试验台。我们计划进行的一些测试包括：致动器的动态范围，以及如何在中间质量和较低的测试质量之间分离控制;地震传递函数的测量;致动器和机械交叉耦合的测量;以及传感器和致动器的噪声测量。所有这些属性将作为一个功能的机械设计的双摆进行研究。
1999-11-08 gr-qc
Seismic topographic scattering in the context of GW detector site selection
本文提出了一种在玻恩近似下计算不规则地表地形地震波散射的方法。基于美国范围内的地形数据，我们调查在特定地点的地形散射，以证明其对牛顿噪声估计和未来的引力波探测器减法的影响。我们发现，地形散射在俄勒冈州的一个相对平坦的网站不会造成任何问题，而在蒙大拿州的第二个网站的散射导致显着扩大波数空间中的波振幅，这将使牛顿噪声减法非常具有挑战性。因此，它表明，地形散射应包括在未来的低频引力波探测器的选址过程中的标准。
2012-02-06 gr-qc physics.geo-ph
Passive Newtonian noise suppression for gravitational-wave observatories based on shaping of the local topography
在这篇文章中，我们提出了一种新的方法来减少牛顿噪声的激光干涉引力波探测器位于地球表面。我们表明，挖掘米级的凹槽周围的主要测试质量的引力波探测器的地面，它是可能的，以减少耦合瑞利波驱动的地震扰动测试质量位移。最佳的凹槽形状的讨论给出，我们使用有限元模拟来推导牛顿噪声抑制的缩放与参数的凹槽以及地震激励的频率。考虑到类似于Advance LIGO配置的干涉仪，我们的模拟表明，对于深度为4米、宽度和长度分别为11米和5米的凹陷，在相关频率范围内，频率相关的牛顿噪声抑制因子为2至4。虽然对现有干涉仪进行改造似乎并非不可能，但将我们的概念应用于未来的基础设施似乎提供了更好的效益/成本比，因此具有更高的可行性。
2014-06-09 astro-ph.IM gr-qc
The payload of the Lunar Gravitational-wave Antenna
本文介绍了月球引力波天线有效载荷的研究现状，包括旨在探测低至1 Hz引力波信号的低温超导惯性传感器及其辅助技术。
2023-02-01 astro-ph.IM gr-qc
Multivariate Time Series Clustering for Environmental State Characterization of Ground-Based Gravitational-Wave Detectors
Computer Science \& Engineering University of California, Riverside Riverside, CA, USA；Physics University of Dallas Dallas, TX, USA；Physics \& Astronomy University of California, Riverside Riverside, CA, USA；LIGO Laboratory LIGO Livingston Observatory Livingston, LA, USA
本文提出了一种基于多变量时间序列聚类的机器学习方法，用于表征地面引力波探测器的环境状态，以帮助操作员进行日常监测和诊断。
2024-12-13 astro-ph.IM cs.LG gr-qc
Mechanical parametric feedback-cooling for pendulum-based gravity experiments
以音频频率振荡的引力是用悬挂的质量来测量的，这些质量的共振频率甚至更低。如果摆被热能或环境的地震运动激励，则测量灵敏度降低。传统上，这个问题是减轻地震隔离和线性阻尼，可能与低温冷却相结合。在这里，我们提出了机械参数冷却的钟摆运动在引力场测量。我们报告的证明，在地震噪声占主导地位的政权的原则演示，并实现了5.7的钟摆运动的阻尼因子。我们发现一个模型系统，机械参数反馈冷却达到量子力学制度附近的基态。我们预计在引力波探测器中会有更多可行的应用。
2021-02-17 gr-qc physics.ins-det
Vibration Isolation for the Laser Interferometer Lunar Antenna
The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
LILA地平线通过悬挂技术实现亚赫兹引力波探测，解决地震背景干扰问题。
2025-12-12 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Long term study of the seismic environment at LIGO
LIGO实验旨在利用地基激光干涉测量法探测和研究引力波。干涉仪性能的一个关键因素，以及未来可能升级的设计中的一个主要考虑因素，是干涉仪光学器件与地震噪声的隔离。我们提出了一个详细的计划，测量周围的LIGO干涉仪的地震环境的结果。我们描述了用于收集数据，这是在613天的时间内获得的实验配置。测量集中在0.1-10 Hz的频率范围内，发现探测器附近人类活动引起的次级微震峰值和噪声对干涉仪的性能特别重要。我们比较了两个干涉仪站点的数据集的统计分布，构造了周期长达3个月的地震噪声振幅波动的振幅谱密度，并分析了在这个临界频率范围内地震噪声振幅的任何长期趋势。
2004-03-11 gr-qc
Simulation of underground gravity gradients from stochastic seismic fields
我们提出的结果从有限元模拟地震位移场和重力梯度产生的这些领域。位移场采用平面波模型，三维各向同性随机场和二维基本瑞利场构成。平面波模型提供了一个精确的表示从遥远的源稳定的领域。地下重力梯度计算为空腔内自由试验质量的加速度。在第三代引力波探测器的重力梯度噪声减法的背景下，讨论了结果。相对于模拟网格的密度的误差分析导致推导出一个改进的地震检波器放置在一个3D阵列内，这将在实践中用于监测地震场。
2009-09-18 gr-qc physics.geo-ph
Jiggled interferometer: Ground-based gravitational wave detector using rapidly-repeated free-falling test masses
Nagoya University（名古屋大学）；Syracuse University（雪城大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), WPI, UTIAS, The University of Tokyo（理化学研究所宇宙粒子天体物理研究所（Kavli IPMU））；Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所）；Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
本文提出了一种新型地面引力波探测器Jiggled Interferometer，通过低频噪声抑制技术，利用快速重复自由下落测试质量消除地震和悬架热噪声，实现了在0.1-0.3 Hz频段内比宇宙探测器的地震和悬架噪声提升四量级的灵敏度。
2026-04-09 gr-qc
Characterization of the seismic environment at the Sanford Underground Laboratory, South Dakota
位于南达科他州的桑福德地下实验室（Sanford Underground Laboratory）（前霍姆斯特克矿）正在开发地震仪阵列，以研究地下地震场和牛顿噪声的特性，并调查在地下建造第三代重力波探测器的可能优势。对地震数据进行了分析，以确定地震噪声和干扰的特征。外部数据库用于确定地震波的来源：海浪数据用于确定海洋微地震的来源，表面风速数据用于调查地震运动与深度的关系。此外，在更高频率的频谱的事件源的特征在于通过研究在一天的过程中的事件率的变化。对频谱变化的长期观测提供了对地震源性质的进一步了解。在三个不同深度的地震频谱进行了比较，建立4100英尺的水平作为一个世界级的低地震噪声环境。
2010-06-03 gr-qc physics.geo-ph
Suspension-thermal noise in spring-antispring systems for future gravitational-wave detectors
在高精度光学实验中，弹簧-反弹簧系统已被研究作为可能的低频地震隔离。这些系统提供了将基本谐振频率调谐到原则上任意低的值的可能性，并且同时保持隔离系统的紧凑设计。有人认为，虽然在弹簧-反弹簧系统的热噪声不会小，因为人们可能天真地期望从降低基本共振频率。在本文中，我们提出了一个具体的弹簧-反弹簧系统，即罗伯茨连杆悬架热噪声的详细计算。我们发现一个简洁的表达式的悬浮热噪声频谱，它假定一个非常相似的形式，众所周知的表达式为单摆。结果表明，虽然罗伯茨连杆机构具有很低的基本共振频率，可以提供很强的隔震效果，但其热噪声主要取决于系统的尺寸。我们认为，这是真实的所有水平的机械隔离系统与弹簧-反弹簧动力学。这就对未来潜在的低频引力波探测器中的机械弹簧-抗弹簧系统提出了严格的要求，我们讨论了四个主要概念：原子干涉仪、超导、扭杆和传统的激光干涉仪。
2019-02-19 gr-qc physics.ins-det
Coherence-based approaches for estimating the composition of the seismic wavefield
随着开发和应用利用地球环境地震噪声场的新技术，例如用于观测地震速度结构的时间变化，关键是量化可以进行波型测量的精度。这项工作使用阵列数据在Homestake矿铅，南达科他州和得克萨斯州的Sweetwater阵列考虑两个方面，控制这种精度：类型的地震波有助于在微震频率和阵列几何形状的影响的环境噪声场。两者都是量化使用测量站之间的波场相干性结合维纳滤波器。我们发现一个强大的体波和表面波的内容之间的季节性变化。关于包括地下车站，我们量化了环境噪声场可以表征和再现的下限;当地下站包括在阵列中时，维纳滤波器的应用在再现环境噪声波形方面成功约4倍，导致具有小于1%残差的地震时间序列的预测，并且最终受到阵列的几何形状和孔径以及地震场中的时间变化的限制。我们讨论了这些结果的影响，为地球物理社区进行环境地震噪声的研究，以及取消地震牛顿重力噪声在地面为基础的，亚赫兹，重力波探测器。
2019-11-27 gr-qc physics.geo-ph
Current status of Japanese detectors
本文报道了日本TAMA和CLIO探测器的现状。正在为大型低温引力波望远镜研制这两个干涉引力波探测器，该望远镜是今后每年至少探测一次引力波信号的计划。在2004年最后一次观测实验后，TAMA 300正在升级，以提高低频区的灵敏度。为了减少地震噪音，我们正在为四个测试质量安装新的地震隔离系统，称为TAMA地震衰减系统。我们证实了稳定的质量锁腔和改进的长度和角起伏，通过使用两个SAS。我们目前正在优化第三和第四个SAS的性能。我们继续进行TAMA 300的操作和LCGT研发研究。计划在2007年夏天收集下一次数据。CLIO是一个基线长度为100米的原型探测器，用于研究低温条件下的干涉仪性能。CLIO的主要特点是它位于神冈地下，以降低地震噪声水平，并采用低温蓝宝石镜以降低热噪声水平。2006年2月成功演示了低温干涉仪的首次运行。室温下的电流灵敏度接近目标灵敏度，在4倍以内。在室温下进行了几次观测实验。一旦位移噪声达到室温的热噪声水平，应证明通过冷却测试质量镜对其的改善。
2007-04-22 gr-qc
On the Possible Detection of Low Frequency Periodic Signals in Gravitational Wave Interferometers
我们利用LIGO仪器的技术参数对大型引力波干涉仪进行了计算机模拟。我们发现，如果除了载波，单边带偏移载波的fsr频率（臂腔的自由频谱范围）被注入，它是同样敏感的GW信号是载波。在直流区域中fsr边带信号的幅度通常比载波受噪声的影响小得多，这使得检测频率远低于所谓地震墙的周期信号成为可能。
2014-11-13 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Distributed State Machine Supervision for Long-baseline Gravitational-wave Detectors
激光干涉仪引力波天文台（LIGO）由两个完全相同但独立的长基线引力波探测器组成。每个先进的LIGO探测器都由复杂的光学机械系统组成，这些系统通过多层主动隔震与地面隔离，所有系统都由数百个快速数字反馈控制系统控制。本文介绍了一种新的基于状态机的自动化平台，开发来处理这些检测器的自动化和监督控制的挑战。该平台，称为\textit{Guardian}，由分布式的，独立的，状态机自动机节点分层组织的完整的检测器控制。用户代码用标准Python编写，该平台旨在促进与调试复杂的Advanced LIGO仪器相关的快节奏开发过程。Guardian是一个通用的状态机自动化平台，可用于所有级别的实验控制，从简单的桌面设置到数百万美元的大型设施。
2016-08-11 astro-ph.IM gr-qc
Conceptual design and science cases of a juggled interferometer for gravitational wave detection
JIFO是一种基于地球的引力波探测器，使用反复自由下落的测试质量。由于不担心地震噪声和悬浮热噪声，JIFO可以在较低频率下具有比目前地球上的引力波探测器更好的灵敏度。如果采用边缘锁定方法，JIFO的数据读出方法可能具有挑战性。本文提出了一种通过构造具有与条纹无关的信噪比的复变函数进行相位重构的方法。考虑到爱因斯坦望远镜（ET）的位移噪声预算，我们表明，在0.1-2.5 $\,$ Hz，即使不连续的数据，篡改的测试质量显着提高灵敏度。提高灵敏度带来的科学案例将包括用$10^4-10^5\,M_{\odot}$探测黑洞的准正常模式，用黑洞和中子星吸气测试Brans-Dicke理论，以及探测与原始黑洞相关的引力波。
2022-07-19 astro-ph.IM gr-qc
Prospects for Observing Gravity-gradient Noise and Earthquake Gravity Signals with CHRONOS
National Institute of Physics, University of the Philippines - Diliman（菲律宾大学迪里曼分校国家物理研究所）；Center for High Energy and High Field (CHiP), National Central University（国立中央大学高能高场中心）；Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Acceleration Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子与核研究部）
研究提出使用低温亚赫兹扭摆探测器CHRONOS观测重力梯度噪声和地震瞬态重力信号，通过建模瑞利波、大气次声和地震质量重分布贡献，评估了其灵敏度及对5.2级地震信号的探测能力。
2026-06-18 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
The response of the Moon to gravitational waves
针对现有月球引力波响应模型可能低估分赫兹频段响应的问题，研究扩展了Freeman Dyson半空间模型纳入水平分层地质，可高效计算0.1Hz以上响应，且适配阿波罗地震观测的模型修正能提升响应水平。
2024-03-08 gr-qc
Upper limit on the amplitude of gravitational waves around 0.1Hz from the Global Positioning System
全球定位系统（GPS）由31颗卫星组成，这些卫星上具有具有$10^{-15}$精度的原子钟，并且使人们能够在地面上校准频率的基本标准。利用地面上的振荡器已经通过接收从GPS卫星发射的无线电波成功地以高精度稳定的事实，我们对引力波背景$h_{\rm c}$的应变振幅设置了约束。我们发现，GPS已经放置了一个有意义的约束，和引力波的连续分量的约束是$h_{\rm c}<4.8\times 10^{-12}(1/ f)$在$10^{-2}\lesssim f \lesssim 10^{0}$ Hz，稳定振荡器与${Δν}/ν\simeq 10^{-12}$。由于多普勒跟踪方法的优点，地震振荡不影响电流约束。在相同的频率范围内，由阿波罗任务中的月球探测器的速度测量$h_c$的约束也被导出。
2014-02-18 astro-ph.IM gr-qc
Limiting noises in gravitational wave detectors: guidance from their statistical properties
预计干涉引力波探测器，如LIGO \cite{Barish99}，最终将受到基本噪声源，如散粒噪声和布朗运动，以及地震噪声的限制。在调试过程中，其他技术噪声源（电子噪声、校准波动）会限制灵敏度，并被逐一消除。我们在这里提出了一种方法，将引力波探测器输出中的噪声与其他探测器和环境信号相关联，而不是通过它们的线性传递函数（通常是未知的），而是通过它们的统计特性。这对于识别最终配置中由不同噪声源主导的频带是有用的，并且还有助于调试过程。
2003-04-29 gr-qc
Opportunities for Gravitational Wave Physics at the South Pole
Harvard University（哈佛大学）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Stanford University（斯坦福大学）；Northwestern University（西北大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
在南极部署长基线原子干涉仪可扩展引力波探测网络并测试基础物理。
2026-05-14 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
Fundamental Noise and Gravitational-Wave Sensitivity of the Laser Interferometer Lunar Antenna (LILA)
针对毫赫兹至十分赫兹频段天体物理引力波探测，提出激光干涉仪月球天线（LILA）任务，利用月球安静地震环境及简正模式共振，其Pioneer阶段达该频段研究所需灵敏度，Horizon阶段可提升至宇宙学视界水平。
2025-08-25 astro-ph.IM gr-qc
Detectable seismic consequences of the interaction of a primordial black hole with Earth
今天观测到的银河系很可能是从早期宇宙的密度扰动演化而来的。超过某个临界阈值的扰动被认为经历了引力坍缩，形成了一定质量范围内的原始黑洞（PBH）。这样的PBH是冷暗物质的候选者，它们的探测将揭示早期宇宙的状况。在这里，我们提出了一种机制，通过研究相关的地震波搜索过境的PBH通过/附近的地球。利用谱元法，我们模拟和可视化地球内部的这种地震波场。我们预测出现两个独特的签名，即，一个波，几乎同时到达地球的自由表面上的任何地方和不寻常的球状模式的激发与自由振荡光谱中的特征频率间隔。这些定性特征不受PBH轨迹的速度或接近程度的影响。由近端${M^{PBH} = 10^{15}}$ g PBH沉积的地震能量与$M_w=4$级地震相当。由于这种小型PBH与地球的实际影响而造成的非地震附带损害可以忽略不计。不幸的是，即使PBH构成了${\sim 10^{-7} {yr}^{-1}}$的所有暗物质，预期的碰撞率也非常低，而且由于碰撞率与${1/M^{PBH}}$成比例，幸运的是，与更大的、威胁地球的PBH相遇的可能性极小。然而，仅通过地震活动就可以检测到PBH的非碰撞近距离相遇的速率大约比直接碰撞速率大两个数量级-即每十万年一次。
2012-03-16 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.SR
Interpreting the Recent Upper Limit on the Gravitational Wave Background from the Parkes Pulsar Timing Array
我们提供了对Shannon等人的文章的评论。（2015年9月）题为“来自脉冲星观测中缺失的二元超大质量黑洞的引力波”。这封信的目的是解决公众和其他科学家对这项工作的结论的几个误解。
2016-02-19 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Response of the underground environment of the KAGRA observatory against the air-pressure disturbance from the Tonga volcano eruption on January 15th, 2022
2022年1月15日04：14：45（UTC），南太平洋汤加群岛的一座海底火山Hunga Tonga-Funga Ha'apai爆发，产生了全球地震，冲击和电磁波，也到达了8,000多公里外的日本。KAGRA是一个引力波望远镜，位于日本神冈的地下设施中。它有各种各样的辅助传感器来监测妨碍观测引力波的环境干扰。火山爆发的影响是由地下设施内外的这些环境传感器观察到的。特别是，冲击波使得有可能评估从大气中的空气压力波到地下环境扰动（空气压力和地震运动）的传递函数。
2022-09-05 astro-ph.IM gr-qc physics.ao-ph
Opportunities and limits of lunar gravitational-wave detection
本文基于对仪器噪声的详细建模，对比了三种月球引力波探测器概念的观测能力，并识别了其面临的关键技术挑战与潜在阻碍。
2023-09-28 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Upper limits on gravitational-wave signals based on loudest events
对引力波爆发的研究往往集中在寻找探测和确定天体物理总体上限的最大声事件上。典型的上限已报告的事件率和事件振幅，然后可以转化为天体物理种群的约束。我们描述了这样的上限的数学构造。
2004-05-07 gr-qc
Optimal Sensor Fusion Method for Active Vibration Isolation Systems in Ground-Based Gravitational-Wave Detectors
传感器融合是一种将具有不同噪声特性的传感器组合成具有优异噪声性能的超级传感器的技术。为了实现传感器融合，互补滤波器被用于当前的引力波探测器中，以将相对位移传感器和惯性传感器结合起来用于主动地震隔离。互补滤波器是一组数字滤波器，其传递函数求和为1。目前，互补滤波器是手动成形和调谐的，而不是优化的，这可能是次优的，很难为未来的检测器重现。提出了一种基于优化的$\mathcal{H}_\infty$综合方法，根据传感器噪声本身综合最优互补滤波器。互补滤波器的设计问题被转换成一个优化问题，寻求最小化的目标函数相当于超传感器噪声和对数尺度的下限之间的最大差异。该方法通过合成用于1）相对位移传感器和惯性传感器、2）与地震噪声耦合的相对位移传感器和惯性传感器、以及3）假设的位移传感器和惯性传感器的传感器融合的互补滤波器来例示，这些传感器融合与典型的传感器融合相比具有略微不同的噪声特性。在所有情况下，该方法产生互补滤波器，该互补滤波器在对数尺度中的所有频率下同样接近下限地抑制超传感器噪声。合成滤波器包含的功能，更好地抑制传感器噪声相比，预先设计的互补滤波器。总体而言，该方法允许根据传感器噪声本身的最佳互补滤波器的合成，是一个更好的和通用的方法来解决传感器融合问题。
2022-09-05 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Feasibility of a magnetic suspension for second generation Gravitational Wave interferometers
本文论述了磁悬浮系统作为引力波干涉天线的多级地震衰减器的一部分的使用。所提出的配置使用永磁体的吸引力，以平衡悬浮重量，加上闭环位置控制，以获得稳定的悬浮。使用MATLAB仿真代码来分析系统，以计算由扩展磁体施加的力。该模型的有效性已通过与悬浮悬架原型的实验数据的比较进行了测试。
2004-01-29 astro-ph gr-qc physics.ins-det
Detector configuration of KAGRA - the Japanese cryogenic gravitational-wave detector
日本第二代引力波探测器KAGRA的建造工作已经开始。在接下来的6 \sim 7年里，我们将能够观测到来自遥远星系的时空波纹。KAGRA配备了最新的先进技术。整个3公里长的探测器位于地下，与地震运动隔离，核心光学器件被冷却到20 K以减少热波动，量子非破坏技术用于减少量子噪声。在本文中，我们介绍了KAGRA的检测器配置，它的设计，策略和向下选择的参数。
2012-03-14 gr-qc physics.ins-det
Subtraction of Newtonian Noise Using Optimized Sensor Arrays
局部牛顿引力场的波动限制了高精度测量，包括使用激光干涉仪搜索引力波。在这项工作中，我们提出了一个模型，这种扰动的引力场和评估计划，以减轻影响，估计和减去它从干涉仪数据流。从模拟地震数据中获得了有关牛顿噪声的信息。该方法进行测试的因果关系，以及因果实现噪声减法。在这两种情况下，它表明，宽带缓解因素接近10可以实现去除牛顿噪声作为一个主要的噪声贡献。探测器灵敏度的提高将大大提高宇宙源引力辐射的探测率。
2013-01-05 gr-qc
A lower limit for Newtonian-noise models of the Einstein Telescope
INFN, Laboratori Nazionali del Sud（意大利国家核物理研究所，南方实验室）
本文推导了地震牛顿噪声谱的下限，并应用于评估爱因斯坦望远镜候选站点的噪声模型准确性，发现EMR站点的预测存在不一致性。
2022-02-25 gr-qc
Setting upper limits on the strength of periodic gravitational waves using the first science data from the GEO600 and LIGO detectors
GEO600和LIGO干涉引力波探测器在第一次观测科学运行期间收集的数据被搜索，以寻找脉冲星J1939+2134以两倍于其旋转频率的连续引力波。两个独立的分析方法，并在本文中演示：频域方法和时域方法。两者都实现了一致的零结果，对脉冲星的引力波发射强度设置了新的上限。一个模型的排放机制被用来解释限制脉冲星的赤道椭圆率的约束。
2003-08-14 gr-qc
Upper and Lower Bounds on Gravitational Entropy
宇宙内部的熵有许多贡献，包括来自辐射和残余中微子的众所周知的贡献。引力熵更大，也更微妙。提供我们下限的一个贡献来自星系中心的超大质量黑洞。剩下的就更难确定了。我们建议一个上界，这是许多数量级以下的全息约束，但以上的超大质量黑洞。我们提出，引力熵的暗物质晕是最大的贡献者，目前的宇宙熵。
2008-04-06 gr-qc
First all-sky upper limits from LIGO on the strength of periodic gravitational waves using the Hough transform
我们执行一个宽的参数空间搜索连续的引力波在整个天空和在一个大的范围内的值的频率和第一自旋参数。我们的搜索方法是基于霍夫变换，这是一个半相干的，计算效率高，鲁棒的模式识别技术。我们将这种技术应用于LIGO探测器第二次科学运行的数据，我们的最终结果是在200- $400 $ Hz范围内的一组窄频带上由未知孤立的自旋中子星发射的引力波强度的全天上限。在这个频率范围内，我们得到的引力波应变振幅的最佳上限是$4.43\times 10^{-23}$。
2005-08-16 gr-qc
Upper limits on the gravitational mass loss of the Galaxy and the LIGO burst searches
我们讨论的相关性，引力波爆发的搜索，来自各种天文观测的银河系的总质量损失的上限。对于亚毫秒的爆发，我们得到的事件率的限制，作为GW振幅的函数，这是强于LIGO在S2运行中设置的相应上限。如果探测到爆发率超过这些极限，并具有目前和不久的将来运行的灵敏度，这意味着，随着银河系天文观测的准确性有所提高，正如GAIA任务所预见的那样，有可能从引力波对银河系动力学的影响中间接探测到引力波。
2006-08-28 gr-qc
Upper limits on the strength of periodic gravitational waves from PSR J1939+2134
LIGO和GEO引力波探测器的第一次科学运行提供了测试从已知恒星搜索引力波的方法的机会。在这里，我们提出了新的直接上限波的强度从脉冲星PSR J1939+2134使用两种独立的分析方法，一个在频域中使用频率统计和一个在时域中使用贝叶斯推断。这两种方法都表明，这颗脉冲星在地球上的应变幅度小于$10^{-22}$的几倍。
2003-11-07 gr-qc
Suspending test masses in terrestrial millihertz gravitational-wave detectors: a case study with a magnetic assisted torsion pendulum
当前的地面引力波探测器工作频率高于10 Hz。建造能够观测10 mHz -10 Hz信号的低频引力波探测器具有强烈的天体物理学动机。虽然天基探测器是实现这一目的的一种手段，但也可以考虑地面探测器。然而，存在许多技术挑战。特别是，很难隔离试验质量，使它们既能抗震，又能在毫赫兹频率的重力影响下自由下落。我们调查的挑战，低频悬浮在一个假设的地面探测器。作为一个案例研究，我们考虑磁辅助引力波摆内扭转（MAGPI）悬浮设计。我们构建一个噪声预算来估计一些所需的规格。在这样做的时候，我们确定什么是可能是一些通用的限制噪声源地面毫米波引力波悬浮系统（以及一些特有的MAGPI设计）。我们强调显着的实验挑战，以争辩说，毫赫兹悬浮液的发展将是一项艰巨的任务。任何依赖磁铁的系统都面临着更大的挑战。可靠的机械设计，如Zollner阻尼器，可以提供最佳的前进路径。
2017-03-24 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
An Einstein@home search for continuous gravitational waves from Cassiopeia A
我们报告的结果，定向搜索连续的引力波发射在一个广泛的频率范围（50和1000赫兹之间）从中央紧凑的超新星遗迹仙后座A（Cas A）的对象。这些数据来自LIGO的第六次科学运行，搜索是在志愿者分布式计算网络Einstein@Home上进行的。我们没有发现重要的信号候选者，并设置了迄今为止对Cas A引力波发射的最具约束力的上限，这在整个搜索范围内都超过了间接的年龄上限。在170 Hz左右（最敏感的频率范围），我们对$\sim\!\!~2.9\times 10^{-25}$的引力波振幅$h_0$设置了90%的置信上限，大约是之前对Cas A搜索的上限的两倍。上限也可以表示为对Cas A的椭圆率的限制;通过一些合理的假设，我们表明，在引力波频率大于300 Hz时，我们可以排除$\gtrsim\!\!~10^{-5}$的椭圆率。
2016-09-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A time-domain MCMC search and upper limit technique for gravitational waves of uncertain frequency from a targeted neutron star
搜索与不确定频率的引力波信号相关的大参数空间在计算上是昂贵的，例如可能从SN 1987 A产生的可能的脉冲星中预期的。为了解决这个困难，我们已经开发了一种马尔可夫链蒙特卡罗方法，该方法对4 Hz频带上的信号执行时域贝叶斯搜索，并且自旋下降幅度高达$1\ee{-9}$ Hz/s。我们使用蒙特卡罗模拟设置上限的信号振幅与这种技术，我们打算应用到引力波搜索。
2005-04-09 gr-qc
